高中物理学史(不含选修3-5)

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1、2012 年高考物理学科考前专题辅导物理考前辅导物理学史部分，第页，共 11 页1 高中物理学史一、力学部分11638 年，意大利物理学家 伽利略论证重物体不会比轻物体下落得快； 17 世纪， 伽利略 通过理想实验法指出：在水平面上运动的物体若没有摩擦，将 保持这个速度一直运动下去【否定了古希腊杰出思想家亚里士多德错误观点“维持物体运动需要力”】；同时代的法国物理学家笛卡儿 进一步指出：如果没有其它原因，运动 物体将继续以同速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向， 即得出力不是维持物体运动的原因，牛顿在此基础上 逻辑推理得出牛顿第一定律。 伽利略通过斜面实验得出自由落体运动位

2、移与时间的平方成正比【他研究自由落 体运动程序如下： 提出假说： 自由落体运动是一种对时间均匀变化的最简单的变速运动；数学推理： 由初速度为零、末速度为v 的匀变速运动平均速度312 222 123sssttt和12vv得出12svt；再应用va t从上式中消去 v，导出212sat即2st。实验验证： 由于自由落体下落的时间太短，直接验证有困难，伽利略用铜球在阻力很小的斜面上滚下，上百次实验表明：312 222 123sssttt；换用不同质量的小球沿同一斜面运动， 位移与时间平方的比值不变，说明不同质量的小球沿同一斜面做匀变 速直线运动的情况相同；不断增大斜面倾角，重复上述实验，得出该比值

3、随斜面倾 角的增大而增大，说明小球做匀变速运动的加速度随斜面倾角的增大而变大。 合理外推： 把结论外推到斜面倾角为90的情况，小球的运动成为自由落体，伽 利略认为这时小球仍保持匀变速运动的性质。 （用外推法得出的结论不一定都正确， 还需经过实验验证）注：伽利略对自由落体的研究，开创了研究自然规律的一种科学方法。】伽利略发现摆的等时性（周期只与摆的长度有关），惠更斯根据这个原理制成历史上第一座摆钟2英国科学家 牛顿1683 年，提出了三条运动定律（牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律）。1687 年，发表万有引力定律； （1798 年英国物理学家 卡文迪许 利用扭秤装置比较准确地测出了引力常

4、量不是牛顿测出的）； 3.20 世纪初建立的量子力学和爱因斯坦 提出的狭义相对论表明：经典力学不适用于 微观粒子和高速运动物体。 4.17 世纪，德国天文学家 开普勒 在整理了他的导师 第谷的天文观测的数据的基础上2012 年高考物理学科考前专题辅导物理考前辅导物理学史部分，第页，共 11 页2 提出开普勒三定律； 牛顿于 1687 年正式发表万有引力定律；1798年英国物理学家 卡文迪许 利用扭秤装置比较准确地测出了引力常量（体现放大和转换的思想） ； 1846 年，科学家应用万有引力定律，计算并观测到海王星 。【人类对天体的认识从“地心说托勒密 ”到“日心说 哥白尼 ”到“开普勒定律”再到

5、“牛顿的万有引力定律” 。 直到 1798 年英国物理学家 卡文迪许 利用扭秤装置比较准确地测出了引力常量万有引力定律显示出强大的威力】 517 世纪荷兰物理学家 惠更斯 确定了单摆的周期公式。周期是2s 的单摆叫秒摆。 6 奥地利物理学家 多普勒（1803-1853） 首先发现由于波源和观察者之间有相对运动， 使观察者感到频率发生变化的现象多普勒效应。（相互接近，f增大；相互远 离，f 减少）二、电学部分7. 1785 年法国物理学家 库仑：借助卡文迪许扭秤装置并类比万有引力定律，通过实验发现了电荷之间的相互作用规律库仑定律。8.1752 年，富兰克林（1）过风筝实验验证闪电是电的一种形式，

6、把天电与地电统一起来， 并发明避雷针。（2）命名正负电荷（3）1751 年富兰克林发现莱顿瓶放电可使缝衣针磁化9.1826 年德国物理学家 欧姆（1787-1854）通过实验得出欧姆定律。10.1911 年荷兰科学家 昂尼斯大多数金属在温度降到某一值时， 都会出现电阻突然降为零的现象超导现象。11.18411842年焦耳和楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应的规律，称为焦耳楞次定律。 121820 年，丹麦物理学家 奥斯特 发现电流可以使周围的磁针偏转的效应，称为电 流的磁效应。 安培发现两根通有同向电流的平行导线相吸，反向电流的平行导线则相斥；同时提 出了安培 分子电流假说 。 13

7、. 荷兰物理学家 洛伦兹提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力（洛伦 兹力）的观点。14 著名的美国物理学家 密立根 在 1909 年到 1917 年期间所做的测量微小油滴上所带电荷的工作， 即油滴实验， 是物理学发展史上具有重要意义的实验。这一实验的设计思想简明巧妙， 方法简单， 而结论却具有不容置疑的说服力，因此这一实验堪称物理实验的精华和典范。 密立根油滴实验证明： (1) 证明了电荷的不连续性 ( 具有颗粒性 ) 。(2) 测量并得到了元电荷即为电子电荷，其值为e=1.6010-19C。 15汤姆生的学生 阿斯顿 设计的质谱仪可用来测量带电粒子的质量和分析同位素。2012 年高

8、考物理学科考前专题辅导物理考前辅导物理学史部分，第页，共 11 页3 16.1932 年美国物理学家 劳伦兹 发明了回旋加速器能在实验室中产生大量的高能粒 子。 （最大动能仅取决于磁场和D形盒直径。带电粒子圆周运动周期与高频电源的周 期相同；但当粒子动能很大，速率接近光速时，根据狭义相对论，粒子质量随速率显 著增大，粒子在磁场中的回旋周期发生变化，进一步提高粒子的速率很困难。17.1831 年英国物理学家 法拉第（1）发现了磁场产生电流的条件和规律电磁感应现象；（2）提出电荷周围有电场，并用简洁方法描述了电场电场线。18.1834 年，楞次确定感应电流方向的定律。 191832 年亨利 发现自

9、感现象，即在研究感应电流的同时，发现因电流变化而在电 路本身引起感应电动势的现象。日光灯的工作原理即为其应用之一。双绕线法制精 密电阻为消除其影响应用之一。三、光学部分 201864 年英国物理学家 麦克斯韦 预言了电磁波的存在，指出光是一种电磁波，为 光的电磁理论奠定了基础，电磁波是一种横波。 21.1887 年德国物理学家 赫兹 用实验证实了电磁波的存在并测定了电磁波的传播速 度等于光速。 22公元前 468-前 376，我国的 墨翟及其弟子在墨经中记载了光的直线传播、影 的形成、光的反射、平面镜和球面镜成像等现象，为世界上最早的光学著作。 231849 年法国物理学家 斐索首先在地面上测

10、出了光速，以后又有许多科学家采用 了更精密的方法测定光速，如美国物理学家迈克尔逊的旋转棱镜法。 24.1621 年荷兰数学家 斯涅耳 找到了入射角与折射角之间的规律折射定律。 25. 关于光的本质： 17世纪明确地形成了两种学说：一种是牛顿 主张的微粒说，认为 光是光源发出的一种物质微粒；另一种是荷兰物理学家 惠更斯 提出的波动说， 认为 光是在空间传播的某种波。这两种学说都不能解释当时观察到的全部光现象。 1801 年，英国物理学家 托马斯杨 成功地观察到了光的干涉现象 1818 年，法国科学家 菲涅尔和泊松 计算并实验观察到光的圆板衍射泊松亮斑。 1864 年英国物理学家 麦克斯韦 预言了

11、电磁波的存在，指出光是一种电磁波，1887 年由赫兹 证实。 1895 年，德国物理学家 伦琴发现 X射线（伦琴射线），并为他夫人的手拍下世界上 第一张 X射线的人体照片。 1900 年，德国物理学家 普朗克 为解释物体热辐射规律提出电磁波的发射和吸收不 是连续的，而是一份一份的，把物理学带进了量子世界 ；受其启发 1905 年爱因斯 坦提出光子说，成功地解释了光电效应规律。四、热学部分 26.1661 年英国物理学家 玻意耳 发现：一定质量的气体在温度不变时，它的压强与体 积成反比，即为玻意耳定律。 27.1787 年法国物理学家 查理发现：一定质量的气体在体积不变时，它的压强与热力 学温度

12、成正比，即为查理定律。 28.1802 年法国物理学家盖吕萨克发现：一定质量的气体在压强不变时，它的体积2012 年高考物理学科考前专题辅导物理考前辅导物理学史部分，第页，共 11 页4 与热力学温度成正比，即为盖吕萨克定律。271827 年英国植物学家 布朗 发现悬 浮在水中的花粉微粒不停地做无规则运动的现象布朗运动。 29.19 世纪中叶，由德国医生 迈尔、英国物理学家 焦尔 、德国学者 亥姆霍兹 确定能量 守恒定律。 301850 年，克劳修斯 提出热力学第二定律的定性表述：不可能把热从低温物体传 到高温物体而不产生其他影响，称为克劳修斯表述。次年开尔文 提出另一种表述： 不可能从单一热

13、源取热， 使之完全变为有用的功而 不产生其他影响 ，称为开尔文表 述。 311848 年开尔文 提出热力学温标，指出绝对零度（-273.15 ）是温度的下限。 T=t+273.15K. 热力学第三定律：热力学零度不可达到。选择题专项训练（物理学史、思想方法）1下列说法符合史实的是（） A牛顿发现了行星的运动规律 B牛顿发现了海王星和冥王星 C 开普勒发现了万有引力定律 D 卡文迪许第一次在实验室测出了万有引力常量 2了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身 更重要。以下符合事实的是（） A焦耳发现了电流热效应的规律 B库仑总结出了点电荷间相互作用的规律 C楞次发现

14、了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕 D牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动 3在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献。下列说法正确的是( ) A奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象 B麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在 C 库仑发现了点电荷的相互作用规律，密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值 D 安培发现了磁场对运动电荷的作用规律，洛仑兹发现了磁场对电流的作用规律 4以下说法符合物理史实的是（） A法拉第发现了电流周围存在磁场 B牛顿的经典时空观认为，时间是绝对的 C 亚里士多德发现了力是改变物体运动状态的原因 D 开普

15、勒发现了万有引力定律 5以下涉及物理学史上的四个重大发现，其中说法不正确的是 A卡文迪许通过扭秤实验，测定出了万有引力恒量B奥斯特通过实验研究，发现了电流周围存在磁场 C法拉第通过实验研究，总结出法拉第电磁感应定律2012 年高考物理学科考前专题辅导物理考前辅导物理学史部分，第页，共 11 页5 D牛顿根据理想斜面实验，提出力不是维持物体运动的原因 6. 如图所示的实验装置为库仑扭秤. 细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个带电的金属小球A,另一端有一个不带电的球B， B与 A 所受的重力平衡，当把另一个带电的金属球C 插入容器并使它靠近A 时， A 和 C 之间的作用力使悬丝扭转，通过悬

16、丝扭转的角度可以比较力的大小，便可找到力 F 与距离 r 和电量 q 的关系 . 这一实验中用到了下列哪些方法（）微小量放大法极限法控制变量法逐差法A. B. C. D. 7关于物理学研究方法，下列叙述中正确的是（）A伽利略在研究自由落体运动时采用了微量放大的方法B用点电荷来代替实际带电体是采用了理想模型的方法C在探究求合力方法的实验中使用了控制变量的方法D法拉第在研究电磁感应现象时利用了理想实验的方法8关于科学家和他们的贡献，下列说法中正确的是（）A安培首先发现了电流的磁效应B伽利略认为自由落体运动是速度随位移均匀变化的运动C牛顿发现了万有引力定律，并计算出太阳与地球间引力的大小D法拉第提出了电场的观点，说明处于电场中电荷所受到的力是电场给予的9类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，促进对相关知识的准确理解。下列类比不正确的是